[實用新型]水平鉆進試驗裝置有效

申請號：	201320879328.6	申請日：	2013-12-27
公開（公告）號：	CN203655279U	公開（公告）日：	2014-06-18
發明（設計）人：	楊宇友;劉駒	申請（專利權）人：	中國地質大學（北京）
主分類號：	E21B49/00	分類號：	E21B49/00
代理公司：	北京凱特來知識產權代理有限公司 11260	代理人：	鄭立明;趙鎮勇
地址：	100083***	國省代碼：	北京;11
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	水平鉆進試驗裝置
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及鉆進試驗設備領域，特別是涉及一種水平鉆進試驗裝置。

背景技術

水平定向鉆進技術被廣泛的應用于市政工程建設、能源開發等領域，例如，中國石油公司大港—濟南—棗莊成品油管道工程，采用非開挖水平定向鉆進技術施工，鋪設管道總長度1063米，并取得圓滿成功。以及始端位于杭州蕭山區，末端位于杭州市與海寧市交界處的錢塘江光纜穿越工程，總長度首次達到2454.15米，是國內首次采用對穿工藝的成功實施，在國內水平定向鉆進領域具有里程碑意義。但是由于土的工程特性和地層參數的差異，經常會遇見井壁失穩導致的地面沉降、塌陷等事故。這一問題已經引起相關專家學者的關注，并進行了大量的研究工作，如中國石油大學（北京）葛洪魁對理想條件下水平井地層破裂壓力的理論分析，建立了應力應變的計算模型，對工程施工起到一定的理論指導。周從明研發設計了水平定向鉆進軟件，主要包括輸入系統、軌跡最優化設計、輔助功能和輸出系統4個模塊，該軟件具有實用性強、計算速度快、用戶界面友好、操作方便簡捷和容錯能力強等優點。葉根飛采用直徑73mm彎外管螺桿鉆具開展了現場試驗，得出“可通過調整彎外管螺桿鉆具工具面向角改變鉆孔的傾角和方位角,控制鉆孔軌跡的延伸”等結論。

目前，關于水平定向鉆進的研究主要集中在理論分析、數值建模以及現場測試等方法，理論分析對水平井鉆進技術具有重要的指導意義，但是由于土體的復雜性、影響因素的多樣性，理論分析需要做很多理想假設，所以所得的結論與實際相比具有一定的偏差。應用數值模擬軟件計算簡單快捷，但模擬的結果往往與工程實踐有很大的偏差，不能完全描述真實鉆進過程中的破壞情況?，F場原位試驗結果可直接作為類似條件水平鉆進施工參考的依據，但是現場原位試驗具有試驗時間比較長，資金投入多等缺點。

鑒于上述因素，很多學者采用模型試驗來研究水平定向鉆進問題，如黃建勇設計了水平井井筒流動模擬實驗裝置，可以進行油、氣、水三相流動過程中流動截面上各相分數、各相速度等流動參數的測試和分析。但模型試驗有其自身無法克服的缺點，就是縮尺后的模型試驗中各個物理參數與實際參數之間的相似問題，對于水平定向鉆進過程，一個很重要的因素就是土的重力的影響，因此，本實用新型專利擬通過給模型試驗中的土施加一定的壓力，來模擬實際地層中土的參數（包括土壓力、孔隙水壓力等），進而模擬水平鉆進過程可能出現的問題。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種水平鉆進試驗裝置，可在室內模擬實際地層水平定向鉆進過程中可能出現的井壁穩定性以及可能引起的地面沉降等問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種水平鉆進試驗裝置，包括：

模型箱、空氣壓縮機和鉆進裝置；其中，

所述模型箱內為密閉箱體，所述密閉箱體內設有能沿箱體內豎向運動的活塞，所述活塞下方為土樣艙，所述活塞上方為加壓艙，所述加壓艙與所述空氣壓縮機連接；

所述模型箱設有鉆進通道，所述鉆進通道橫向貫穿所述模型箱的土樣艙；

所述鉆進裝置設置在所述模型箱外，其鉆頭設置在所述模型箱的鉆進通道內。

本實用新型的有益效果為：通過在模型箱上設置貫穿模型箱內土樣艙的鉆進通道，使鉆進裝置的鉆頭可以對土樣艙內經活塞、加壓艙與空氣壓縮機配合加壓后的土樣進行水平鉆進試驗，保證模擬試驗結果的準確性。該裝置結構簡單，體積小，操作方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的水平鉆進試驗裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的水平鉆進試驗裝置的模型箱結構示意圖；